JP5914456B2 - 歯車用固定装置 - Google Patents

Description

本発明は、特にマイクロ工学分野向けの歯車用固定装置に関する。本装置は、たとえば、特に腕時計内のダイレクトまたはインダイレクト脱進機の一部を成すことがある時計製造の分野に適する。

時計製造の分野では、「脱進機」と呼ばれ時計部品のテンプまたは振り子の振動を維持しカウントすることを目的とする腕時計機構が何世紀にもわたり使われている。この目的のため、同機構は、「ガンギ車」と呼ばれる歯車を介して、香箱の動力エネルギーの一部を、腕時計または柱時計の調速機（テンプ−ヒゲゼンマイまたは振り子）に定期的に伝達する。この歯車は、非運動時には、使用する脱進機の種類によって異なるが「アンクル」または「固定子」と呼ばれる可動部品によって固定される。

この脱進機の大きな欠点は、前記可動部の移動時に大きなバックラッシを伴うことであり、それが脱進機の性能に悪影響を与える。

特許文献１は腕時計の脱進機用のアンクルに関する。この特許出願の図７および図８には、２つの固定アーム（符号７）および張力を受けるようになっている弾性ばね（符号１０）を含むアンクルが示してある。これら３つの要素はアンクルの２つのアーム（符号２）の結合ゾーン（符号６）に連結され、３つともアンクルの同じ側にある。固定アームは同一であり、固定アーム同士の間には鋭角が形成され、それぞれ、自由端に環状穴（符号８）を含む。固定アーム間には、両者から等しい距離のところにばねが配設され、ばねは、楕円形穴（符号１２）を有する固定プレート（符号１１）をその自由端に具備する。

そのようなアンクルは正確に固定することがきわめて難しい。実際、２つの穴をそれぞれ別に固定し、次に固定板を固定しなければならないが、その際、固定板は調節可能にねじ締めできるようにしなければならない。また固定板の周囲には充分なスペースを設けて固定板の位置を調節できるようにしなければならない。さらに、このアンクルはその構成部分の寸法変動にきわめて敏感であるため、構成部分はきわめて限られた製造公差幅を有さなければならない。

欧州特許出願第２０３７３３５Ａ２号公報 欧州特許出願第１１２２６１７号公報 欧州特許出願第Ａ−１７０８０４６号公報 欧州特許出願第２２２１６７７号公報

Ｇ．−Ａ． Ｂｅｒｎｅｒの「Ｄｉｃｔｉｏｎｎａｉｒｅ ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎｎｅｌ ｉｌｌｕｓｔｒｅ ｄｅ ｌ’ｈｏｒｌｏｇｅｒｉｅ Ｉ＋ＩＩ」

本発明の主な目的は、歯車の回転を制御する可動部の移動に関するあそびを最小にする、さらには除去し、その結果、この歯車が一部を成す機構の性能を向上させることである。性能の向上は簡単かつ正確に行うことができるものでなければならない。

この目的は、以下の項目１に主な特徴が述べられている固定装置を用いることにより達成される：
項目１ シャーシと、
歯車のうちの１つの歯と接触するようになっているアンクルをそれぞれが具備する２つのアームを備える固定子と、
固定子に連結された１つの端部と、シャーシに連結された他方の端部をそれぞれが有する第１弾性要素および第２弾性要素と、
固定子に連結された第３弾性要素と
を備える歯車用固定装置であって、一続きであるか、アンクルのうちの少なくとも一方を除き一続きであることを特徴とする装置。

このようにこれら特徴のおかげで、本発明による固定装置により、機構を構成する部品全体の相対位置決めを向上させることができる。装置はこのようにして平坦にすることができ、そのため装置の固定が容易になる。さらに、より広い公差で装置を作製することができるので、その作製時の精度が低減される。

当業者にとっては本発明による固定装置は時計の脱進機用のアンクルまたは固定子に類似するものである。この装置本来の意味での脱進機ではない、というのは、全ての構成要素を含んでいるわけではないからである（非特許文献１を参照のこと）。

上の項目１にて画定された本発明による固定装置の有利な追加的特徴を、以下の項目２から項目１５に列挙する：

項目２ 第１弾性要素および第２弾性要素がそれぞれアームに連結される、項目１に記載の歯車用固定装置。

そのような特徴は、特許文献１においてそうであるように、２つの弾性要素が同じ側で連結されている場合よりも大きな旋回角度が得られるという長所を有する。

項目３ 第３弾性要素が前記アームの接合ゾーンの異なる位置で一方のアームに連結される、項目１または２に記載の歯車用固定装置。

これにより、有利には、第１弾性要素および第２弾性要素のうちの一方が引っ張り力で作用し、もう一方が圧縮力で作用するようにする可能性が提供されるが、これは特許文献１の対象となるアンクルでは不可能である。さらに、上で触れたアンクルでもそうであるように、第１弾性要素および第２弾性要素によっては応力の調節が妨げられないので、第３要素による応力の調節が容易になる。

項目４ 第３弾性要素が一方のアームの端部に連結される、項目３に記載の歯車用固定装置。

こうすることにより、第１弾性要素および第２弾性要素の引っ張りおよび／または圧縮の調節の可能性が最大化される。

項目５ 第１弾性要素および第２弾性要素が両者の間に鈍角を形成する、項目１から４のいずれか一項に記載の歯車用固定装置。

項目６ 第１弾性要素および第２弾性要素が第１フレキシブルブレードおよび第２フレキシブルブレードである、項目１から５のいずれか一項に記載の歯車用固定装置。

項目７ 第３弾性要素が、両側に第３フレキシブルブレードおよび第４フレキシブルブレードを含む剛ブロックである、項目１から６のいずれか一項に記載の歯車用固定装置。

項目８ 第３弾性要素がシャーシにも連結される、項目１から７のいずれか一項に記載の歯車用固定装置。

項目９ 第４フレキシブルブレードが追加ブロックに連結され、場合によっては追加ブロックがシャーシに連結される、項目７に記載の歯車用固定装置。

項目１０ 第３弾性要素に力を加えるプレストレスシステムをさらに含む、項目１から９のいずれか一項に記載の歯車用固定装置。

項目１１ プレストレスシステムが、第３弾性要素に加えられる力を変化させることができる、項目１０に記載の歯車用固定装置。

項目１２ 可変プレストレスシステムが偏心ねじまたはマイクロねじを備える、項目１１に記載の歯車用固定装置。

項目１３ 可変プレストレスシステムが、第５フレキシブルブレードおよび第６フレキシブルブレードによるか中間ブロックを使用してシャーシに連結された追加ブロックを備え、中間ブロック自体も第７フレキシブルブレードおよび第８フレキシブルブレードによりシャーシに連結される、項目１１に記載の歯車用固定装置。

項目１４ ４つのブレードの移動時、ブレード間の間隔の短縮が打ち消され、その結果、プレストレスの設定時、ブロックの不要な運動が防止されるよう、第７フレキシブルブレードおよび第８フレキシブルブレードが配設される、項目１３に記載の歯車用固定装置。

項目１５ 中間ブロックがスタッドを備え、シャーシが、スタッドを受け入れかつその動きを画定することができる凹部を備える、項目１３または１４に記載の歯車用固定装置。

技術的に不可能な場合は別として、これらの項目のうち少なくとも２つを組み合わせることが可能であることは言うまでもない。

さらに本発明は以下の項目において要約される時計部品にも関する：

項目１６ 項目１から１５に記載の歯車用固定装置を備える時計部品。

以下の項目１７は本発明による時計部品について有利な追加的特徴を提供する。

項目１７ 固定装置が脱進機の一部を成し、歯車がガンギ車である、項目１６に記載の時計部品。

別の態様によれば、本発明は、主要な特徴が以下の項目から得られる時計部品の製造方法にも関する：

項目１８ 項目１２に記載の固定装置をプレート上に固定するステップと、
双安定系が得られるまで偏心ねじを回すステップと
を含む時計部品の組み立て方法。

項目１９ 項目１３または１４に記載の固定装置をムーブメントのプレート上に固定するステップと、
マイクロねじまたは偏心ねじを、それが追加ブロックと接触するよう固定するステップと、
双安定系が得られるまで第一のマイクロねじまたは偏心ねじを回すステップと
を含む時計部品の組み立て方法。

項目２０ 項目１３から１５のいずれか一項に記載の固定装置をムーブメントのプレート上に固定するステップと、
マイクロねじを、それが中間ブロックと接触するよう固定するステップと、
双安定系が得られるまでマイクロねじを回すステップと
を含む時計部品の組み立て方法。

項目２１ さらに、
双安定系を得るためにマイクロねじを回す前に、シャーシと中間ブロックの間にくさびを挿入するステップ
を含む、項目２０に記載の時計部品の組み立て方法。

次に、添付の図面を参照して行う以下の説明において、本発明のその他の特徴および長所を詳細に記述する。添付の図面は概略的に以下のことを示す。

本発明による固定装置を示す図である。 ロビンタイプの脱進機に適用される本発明による固定装置を示す図である。 偏心ねじがあるデテントタイプの脱進機に適用される本発明による固定装置の有利な実施形態を示す図である。 デテントタイプの脱進機に適用される本発明による固定装置の別の有利な実施形態を示す図である。 図４の実施形態の改良形である本発明による固定装置の実施形態を示す図である。 慣性テンプをもつデテントタイプの脱進機への図５の実施形態の適用を示す図である。 従来のデテントタイプの脱進機への図５の実施形態の適用を示す図である。 アンクルをもつロビンタイプの脱進機への図５の実施形態の適用を示す図である。 従来のスイスアンクルタイプのインダイレクト脱進機への図５の実施形態の適用を示す図である。 図９の一部分の拡大図である。 フレキシブル要素およびシャーシのない図３に示す脱進機と同様の脱進機の一部分の平面図である。 振動サイクル中の種々の位置におけるテンプのない図１１の脱進機の拡大図である。 振動サイクル中の種々の位置におけるテンプのない図１１の脱進機の拡大図である。 振動サイクル中の種々の位置におけるテンプのない図１１の脱進機の拡大図である。 振動サイクル中の種々の位置におけるテンプのない図１１の脱進機の拡大図である。 振動サイクル中の種々の位置におけるテンプのない図１１の脱進機の拡大図である。 振動サイクル中の種々の位置におけるテンプのない図１１の脱進機の拡大図である。 振動サイクル中の種々の位置におけるテンプのない図１１の脱進機の拡大図である。 振動サイクル中の種々の位置におけるテンプのない図１１の脱進機の拡大図である。 振動サイクル中の種々の位置におけるテンプのない図１１の脱進機の拡大図である。 振動サイクル中の種々の位置におけるテンプのない図１１の脱進機の拡大図である。

本発明による固定装置
この固定装置の全体図を図１に示すが、そこでは同装置は、協働するようになっている歯車の横に配置されている。

図からわかるように、固定装置１は２つのアーム１０、１１を含む固定子９を備え、２つのアームの間には、エルボー、ならびにエルボーとは反対の側すなわち歯車４０側に、角度が形成される（図では鈍角であるが鋭角となることもありうる）。

歯車４０とは反対の側では、エルボーまたはアーム１０、１１の接合ゾーンの近傍に位置する点からフレキシブルブレード１２、１３が、アーム１０、１１のそれぞれから延び、アーム１０、１１により両ブレード間にはたとえば９０度の角度が形成される。

好ましくは、本発明による固定装置は、たとえば、固定ねじを受け入れるようになされた穴８により、プレートまたは時計のムーブメントブリッジなどの支持体に既知の方法で固定されるようになされたシャーシ７を備える。フレキシブルブレード１２、１３はこのシャーシ７に到達する。

当然のことながら、フレキシブルブレード１２、１３は場合によっては同一のアームを起点としてもよいが、その場合、固定子の旋回点を画定するブレードの仮想交点が、脱進機が良好に作動するのに適する場所に設定されることを条件とする。しかしながら、各フレキシブルブレードの一端部を各アーム上に設置することにより、装置の旋回角度を最大にすることができる。

アームのうちの一方、アーム１０は、歯車４０の歯を固定するようになされた入りアンクル１４を、その自由端にあるいは自由端の近傍に具備する。

他方のアーム１１は、歯車４０の歯と接触するようになされた出爪１５を、アーム１０に連結された端部ではない方の端部に、あるいはこの端部の近傍に具備する。

幾何学的プレストレス
本発明の一特徴によれば、弾性要素１６は、固定子、好ましくは一方のアームの端部、たとえばアーム１１の端部、に連結される。この弾性要素１６は長方形剛ブロック１７から成り、この剛ブロックは、アーム１１側に向いたその横方向側はフレキシブルブレード１８により延長され、横方向の反対側はフレキシブルブレード１９により延長される。

このフレキシブルブレード１９は固定ブロック２０に連結することができる。

しかしながらフレキシブルブレード１９はシャーシ７に連結されるのが好ましい。したがって図２では、フレキシブルブレード１９はシャーシ７に到達するＬ字形部分２１に連結されている。

弾性要素１６は本発明による固定装置が良好に作動する上で必須である。事実、この弾性要素により、３つの連接部、すなわち
フレキシブルブレード１２、１３によるシャーシへの第１連接部
フレキシブルブレード１８によるアーム１１と弾性要素１６との間の第２連接部
フレキシブルブレード１９による弾性要素１６とブロック２０（図１）またはＬ字形部分２１（図２）の間の第３連接部
を有する旋回システムを作製することが可能になる。

そのような３連接旋回システムは「ナックル継手」とも呼ばれる。

シャーシ（２１）の寸法調節、あるいはブロック２０とシャーシ７との間の距離を微調整することにより、機構に双安定挙動を与えることができるが、すなわちこれは、３連接旋回システムにより、固定子９は、不安定均衡位置を経由して、安定し明確に画定された２つの均衡位置間を移動することが可能になるということである。

固定装置の諸部分を適当な寸法にすることによりプレストレスを得ることができる。プレストレスは固定装置の設計時から既に想定することができる。したがって図２においてＬ字形部分２１がブレード１９を押圧すると、Ｌ字形部分はプレストレスを間接的にアーム１１に印加する。

図１において、剛ブロック１７の近傍の、ブレード１９の長さよりも短い距離のところにブロック２０を固定することができ、その結果ブロックはブレード１９を押圧する。

図２は、ロビンタイプの脱進機に適用される本発明による固定装置２を示す図である。図からわかるように、アーム１１とは反対側のアーム１０の端部は、図２にプレート２３だけを示したテンプと協働するようなされたフォーク形部分２２により、入アンクル１４を超えて延びる。

このフォーク形部分２２ならびにテンプとのその協動は当業者にはよく知られていることである。当業者であれば、ロビンタイプの脱進機を扱う参考文献において、あるいは必要に応じて特許文献２において、部分２２の正確な形状ならびにテンプとのその協働に関するあらゆる詳細を知ることができよう。

図３はデテントタイプの脱進機に適用される本発明による固定装置を示す図である。したがって、既知の方法で固定子９に連結されたデテント２５は、同図に図示したテンプのプレート２７上に固定された固定解除ピン２６と協働する。同様に、テンプに固設された部分には推進アンクル２８が設けられ、ガンギ車４０により駆動されるようになっている。当業者にとってはこういったことは全てよく知られたことあり、デテントタイプの脱進機を扱う参考文献において、あるいは場合によっては特許文献３において、固定子、固定、デテント２５の正確な形状ならびにテンプとのその協働に関するあらゆる詳細を知ることができよう。

本発明による固定装置は、シャーシ７のおかげでより容易に設置することができる。実際、フレキシブルブレードによる旋回、および特にシステムの双安定挙動を実現するには、種々の要素の寸法および位置を良好に管理することが必要である。この点に関して、特許文献１に記載の解決方法は、弾性要素がそれぞれ個別に柱時計のムーブメントに固設されるので非常に問題がある。固定子９、弾性要素１２、１３、１６、および必要に応じて、選択された実施形態による本装置の他の要素が、シャーシ７と一続きで作製される場合には、組み立て時にムーブメントに固設されるのはこのシャーシであり、固定装置を時計のムーブメント内に取り付けても種々の要素の相対位置は変わらない。

弾性プレストレス
本発明の有利な実施形態によれば、３連接システムの動作は弾性要素１６に働くプレストレスシステムにより向上する。

この弾性プレストレスシステムは幾何学的プレストレス法による場合よりも優れたプレストレス力の管理が可能になる。それにより本発明による固定装置を構成する部品の寸法誤差に対する双安定性挙動の感応度を下げることができ、したがって寸法公差を改善することができる。

このプレストレスシステムは、プレストレスが与えられたブレード３１および３２（図４）を介して弾性要素１６に弾性力を常に与える。

可変幾何学的プレストレス
プレストレスシステムは可変であること、すなわち弾性要素１６に印加される応力を変えることができることが好ましい。

これは偏心ねじを用いることにより得ることができる。したがって図３でわかるように、可変プレストレスシステムは偏心ねじ２９を使用して作製される。偏心ねじが回されると、偏心ねじは追加ブロック２４を回転駆動する。すると追加ブロックは偏心ねじ２９の回転方向に従ってブレード１９を多少押圧するので、ブレードは剛ブロック１７、ブレード１８、ついで固定子９のアーム１１を押す。

可変弾性プレストレス
可変弾性プレストレスシステムを作製する別の方法を図４に示す。この方法は、弾性要素１６のブレード１９を追加ブロック３０に連結することから成るが、追加ブロック３０自身も案内の役割を果たすフレキシブルブレード３１、３２によりシャーシ７に連結されている。次に、たとえばねじ（図示せず）を用いて追加ブロック３０を移動させることにより、弾性要素１６にプレストレスを与え、またそのプレストレスを調節する。また、フレキシブルブレード３１、３２が連結されているシャーシ７の部分７ａを適切な寸法にすることにより、このプレストレスを増加させることもできる。

図５は図４に示す実施形態の有利な変形形態を示す。この変形形態においては、追加ブロック３０はシャーシ７に直接連結されるのではなく、中間ブロック３３を介して連結され、中間ブロック自体も、案内の役割を果たすフレキシブルブレード３４、３５によりシャーシ７に連結されている。

したがって中間ブロック３３に変位量Δχを課すと、ブレード３１、３２、３４および３５は全く同じようにたわみ、これら４つのブレードが相対的に短くなるため、中間ブロック３３は（図５上で）左から右に移動するのと同時に上方に移動しようとする。したがってこのシステムは、平行に作用しプレストレス量がχであるようなブレード３１および３２から成るプリロードばねのように作用する。ブレード３１、３２、３４および３５の短縮分は、ブロック３０が上から下に向かう移動を全く受けないようにして相殺される。これは、プレストレスを調節しても（しかもここでは距離Δχの大小に関わらず）、ナックル継手の幾何学的形状（図５の部品１９および１１の連接のアラインメント）、したがって同継手の安定状態は何ら変わらないという長所を有する。

外力によるプレストレス
変形形態では、図４および図５のブロック３０に力Ｆを与える追加ばねのように作用する外部プレストレスを使用することも可能である。ブレード３１および３２は、前回のケースでは案内の役割とばねの役割を同時に果たしていたが、ここでは案内の役割は果たさない。

したがって図４では、力Ｆ（図示せず）は弾性要素１６の方向においてブロック３０に直接加えられる。

図５では、力Ｆ（図示せず）は、同図に示した移動量Δχの方向においてブロック３３に加えられ、プレストレスはブレード３１および３２を介して弾性要素１６に伝達される。

プレストレスシステムの長所
このように、可変型にせよ固定型にせよ、幾何学的または弾性的プレストレスシステムのおかげで固定子９は、双安定挙動をとる、すなわちただ１つの中心均衡位置の周囲を自由に振動することはもはやできなくなり、ある安定した端位置から他方の安定端位置まで傾動する。したがって安全性が向上する。すなわち推進運動前のロック解除段階の間、ガンギ車４０の引っ張り力に、弾性ブレード１２、１３により形成される双安定フレキシブル旋回軸による引っ張りトルクが加えられる。この引っ張りトルクによりフレキシブル旋回軸の動的挙動が決まる。このシステムを従来のデテント脱進機と比較すると、双安定フレキシブル旋回軸の復元トルクが、従来のデテント脱進機のばねの復元トルクに取って代わることがわかる。

これにより大きな長所がもたらされる。すなわち固定子のロック解除に通常必要なエネルギーの一部が回収されるが、これはテンプの実作動角度（テンプがフォークまたはアンクルのデテントのフィンガーと接触する瞬間から、固定子がガンギ車を解放する瞬間までに回る角度）が少なくなるからであり、これは当然のことながら固定子９をその第２の安定な位置に傾動させる双安定性のおかげであり、こうすることによりテンプとの接触時間が少なくなる。

固定または可変プレストレスシステムがもたらすその他の長所は以下の通りである：
軸と軸受との間の旋回を廃止したこと、すなわち旋回あそびをなくしたことによる精度の向上。これはロビン脱進機のようにアンクルがきわめて小さな動作角度（標準スイスアンクル脱進機の場合１５度であるのに対し３度）を示す脱進機の実際的作製に大きく資する；旋回精度も向上する；双安定性により安全装置をなくすことができる；したがって、ロビン脱進機およびスイスアンクルの場合、アンクルにガードピン（逆転防止システム）を具備することをやめることができる；デテント型またはスイスアンクル型ロビン脱進機の場合、たとえばラウンディドエッジアンクルによりアンクル上の歯車のドローイング、および、歯車の後退を廃止することができる；したがってドローイングは、制御する固定子のポテンシャル井戸に置き換えることができ、それにより幾何学的後退および動的後退を回避することができ、固定子を搖動させるために使われるエネルギーの一部を回収することができる。

好ましくは、図５でわかるように、中間ブロック３３はスタッド３６を備え、シャーシ７はこのスタッドを受け入れその動きを画定することができる凹部３７を備える。したがってスタッド３６は制限ストッパーの役割を果たすが、これはシステムの安全性を確保し、プレストレスの印加中の突発的破損を防止するためのものである。事実、スタッド３６の移動は凹部３７の隔壁により制限される。その最大移動量は、破断プレストレスに対応する移動量を下回った状態に留まるようになされている。

図６は先に記述した固定装置のデテントタイプ脱進機内での使用を示す。ここではシャーシ７の形状のみが図５のシャーシの形状と異なる。

図６では、テンプの上に慣性プレート５２が設置される。慣性プレートおよびその動作は特許文献４において詳細に記述され、その内容は参考文献として本特許出願に組み込まれている。この特許文献４において慣性プレートは「慣性部材１１」と呼ばれている。

本発明による固定装置は、先行技術、特に腕時計の脱進機用アンクルに関する特許文献１で知られているシステムと比べ、いくつもの長所を有する。

特許文献１において、図７および図８は、旋回軸を形成する最初の２つの要素は固定子と同じ側にあり、両者の間に９０°（図７の場合３０°）よりもはるかに小さい角度を形成し、第３の要素は最初の２つの要素で形成される角の二等分線上かつ内側に設置される（２２パラグラフ、１．４３−４８を参照のこと）。

この構成により双安定挙動を得ることができるが、サイズについての欠点を有する。まず、システムが双安定モードにある時には２つの弾性要素は座屈状態で作用する。Ｅを材料のヤング係数とし、ｌを要素の長さとし、Ｉをその慣性（長方形ブレードの場合高さｈおよび厚さｅの立方、Ｉ＝ｈ×ｅ^３／ｌ２）とする時、各要素を座屈させるために各要素に加える限界荷重は８ｎ×Ｅ×Ｉ／ｌ^２となるので、実際には座屈は制御することが困難である。この限界荷重はブレードの寸法、特に厚さにきわめて影響されやすいことがわかる。したがって少しでも製造の不良があると、双安定性挙動を得るために必要な負荷が大きく変わることがある。

他方、旋回軸を形成する最初の２つの要素の間の角度は９０°よりはるかに小さいため、システムは不良の影響を受けやすくなる。第３要素を双安定系にするために第３要素に加えるのに必要な力はブレードに大きく影響する：ブレードに沿った力の成分はいかなる場合も、第３弾性要素に加えられる力の７０．７％（θ＝９０°とする時ＣＯＳ（θ／２））未満になることはない。上で引用した出願の図７の場合には、この成分は９６％である。

最後に、弾性エネルギーは、ブレードの座屈により２つの旋回要素内に全て保存される。

本発明による固定装置においては、旋回軸を形成する最初の２つの要素間の角度は通常は９０°であるが、これよりさらに大きくなることもある。力は、２つの旋回要素によって形成される扇形以外の方向に優先的に印加されるので、１つのブレードだけが圧縮すなわち座屈の力を受け、他方のブレードは引っ張りの力を受ける。したがって限界荷重に対する寸法変化の影響は目に見えて減少するので、システムの作動に対する製造公差の影響度は明らかに低くなる。圧縮応力（座屈）と引っ張り応力の配分は、最初の２つの弾性要素間の角度、および最初の２つの弾性要素に対する力Ｆの方向によってさらに調節することができる。最後に、弾性エネルギーは大部分が第３弾性要素内に保存される。

したがって本発明による固定装置により、有利には、第１弾性要素および第２弾性要素のうちの一方が引っ張りの力で作用し他方は圧縮で作用するようにすることができるという可能性が提供されるが、これは上で引用した特許出願の対象となるアンクルでは不可能である。さらに、上で触れたアンクルでもそうであるように、第１弾性要素および第２弾性要素によっては応力の調節が妨げられないので、第３要素による応力の調節が容易になる。

本発明による固定装置はただ１つの面内を延び、たとえばＤＲＩＥ法（「Ｄｅｅｐ Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ」）を用いてケイ素で、あるいはＵＶ−ＬｉＧＡ（「Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ，Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ，Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ」）を用いてＮｉまたはＮｉＰで一続きで作製することができる。この２つの方法により、必要とされる厳密な製造公差を尊重しながら、本発明による固定装置を製造することができる。

また、複数のレベルを有する部品を作製するのに同じ方法を用いることも可能であり、かつ有利である。

変形形態では、本発明による固定装置を２つまたは３つの部品で作製すること、すなわちアンクルのうちの一方および／または他方が固定子に取り付けられるようにすることが可能である。その場合、見ながら微調整ができるよう、ルビー製のアンクルを使用することができる。

本発明による固定装置の使用
本発明による歯車用固定装置は数多くの機構に適用され、時計部品、特に腕時計のロビンタイプまたはデテントタイプの脱進機など、ダイレクト脱進機機構に特に適用される。

「ダイレクト脱進機」とは、歯車の推進力がテンプに直接伝達されることを意味する。

したがって、図７には従来のデテントタイプ脱進機が示してあるが、同脱進機においては図６の慣性プレート５２は、弛緩ブレード４２と相互作用するピン４１に置き換えられている。ピン４１がブレードと接触するとこのブレード４２はたわみ、ピン４３を経由して固定子９をＧの方向に駆動するが、たわみはＨの方向においては相殺される。

図８には、テンプに固設されたピン４１が固定子９のアーム１０の端部を延長するフォーク４４と相互作用レバーの結果、固定子が抜かれ、歯車４０が開放された、ロビンタイプの脱進機を示した。歯車は反復運動毎に外れるが、推進力は２回の反復運動のうち１回だけ推進力を伝達する。したがってこれはシングルビート脱進機である。

測定から、図６に示したような本発明による固定装置の平均効率がきわめて良好であり、腕時計が通常受ける衝撃にもかかわらず、特に、信頼性の高い動作に適した安全性を有する、機能性の高い腕時計用デテント脱進機を作製することが可能であることがわかった。

本発明による固定装置はスイスアンクル脱進機など、インダイレクト脱進機にも適用される。

「インダイレクト脱進機」とは、推進力が歯車からテンプに間接的に伝達されることを意味する。

したがって、図９に従来のスイスアンクル型脱進機を示すが、ここでは推進力はアンクル４５およびフォーク４６を介して歯車４０からテンプに伝達される。この図でわかるように、シャーシ７により有利には、アンクル４５の動きを制限するストッパー４７、４８を直接組み込むことができ、これらのストッパーはデテントピンとも呼ばれる。シャーシ７は、テンプに固設されたプレートによって支承されるピン４１の回転ならびにフォーク４６の移動を可能にする開口部５１を具備する。

本発明によってもたらされる高い旋回精度は安全装置を廃止することができるという長所を有する。したがって、図９に示してあるようなスイスアンクル型脱進機においては（ロビン型脱進機の場合と全く同様に）、アンクル４５にガードピン５０を具備させることを廃止することが可能である、というのはたとえば衝撃によるアンクルの逆転はシステムが防止するからである。同様に、あるいは代替方法として、入アンクル１４および出爪１５から歯車４０のドローイングを廃止することができ、図１０でわかるように、休止面４９が直線ではなく丸められた入アンクル１４および出爪１５をたとえば使用することにより、取り外しの際の歯車の後退を廃止することができる；したがってドローイングは、制御する固定子のポテンシャル井戸に置き換えることができ、それにより幾何学的後退および動的後退を回避することができ、固定子９を傾動させるために使われるエネルギーの一部を回収することができる。スイスアンクルタイプの脱進機についてのこの解決方法を図１０に示したが、同方法はデテントタイプまたはロビンタイプの脱進機にも適用することができる。

時計部品の作製方法
図３から図１０の実施形態により固定子９の角度方向剛性を変え、双安定動作モードに達するまで調節することができる。するとシステムのポテンシャルエネルギーは、最大値の周辺に明確に画定された２つのポテンシャル井戸を有する結果、ある位置から他の位置への固定子のきわめて高精度な旋回が可能になる。

したがって時計部品の製造時には、当業者はなじみの従来のステップに加え、本発明による固定装置に特有なステップを実施することが有利である。

したがって、図３に示すような可変プレストレスシステム固定装置３を使用する場合、固定装置を時計部品のムーブメントプレートに固定した後、双安定系が得られるまで偏心ねじ２９を回す。

図４に示すような可変プレストレスシステム固定装置４を使用する場合、固定装置を時計部品のムーブメントプレートに固定した後、マイクロねじまたは偏心ねじを、それが追加ブロック３０に接触するように回し、次に双安定系が得られるよう適切なやり方でねじを回す。

図５または図６に示すような可変プレストレスシステム固定装置５または６を使用する場合、固定装置を時計部品のムーブメントプレートに固定した後、マイクロねじまたは偏心ねじ３８を、それが中間ブロック３３に接触するように回し、次に双安定系が得られるようねじを回す。位置決め精度をさらに上げるには、ねじ３８を回して調節を行う前に、シャーシ７と中間ブロック３３との間にＶ字形のくさび３９を挿入する。その場合くさび３９は、減速係数により移動量の微調整が行える可変ストッパーの役割を果たす。

スライディングアンクルを有するデテント脱進機への適用
図３、図９および図１０を再度参照すると、そこに図示した脱進機は少し特殊であることがわかる。そこで図１１から図２１を参照してこの脱進機について詳しく記述するが、わかりやすくする配慮からこれらの図には、弾性ブレードも、追加および中間固定剛ブロックも、シャーシも図示していない。

これは時計のムーブメント用デテント脱進機であり、その概要は以下の通りである：
ａ．推進要素２’に固設されたテンプ３’と、歯が推進要素２’の軌道を分断する歯車１’と、停止要素４ａ’および弾性開放要素４ｃ’を有するデテントレバー４’と、停止要素４ａ’をガンギ車１’の歯の軌道の中に挿入するための手段と、停止要素４ａ’をガンギ車の歯から抜くためのテンプの一振動期間に１回、レバー４’の弾性開放要素４ｃ’と歯合するようになるためテンプ３’に回動固設された開放フィンガー７’とを備える時計のムーブメント用デテント脱進機であり、
この脱進機は、停止要素４ａ’をガンギ車１’の歯の軌道の中に挿入するための前記手段が、デテントレバー４’に固設されたスライディング表面４ｂ’であって、停止要素４ａ’がガンギ車の歯の軌道から出てきた時この軌道に入るよう配置されたスライディング表面を含み、このスライディング表面は、ガンギ車の１つの歯により同表面に印加される力が、ガンギ車１’の歯の軌道内にデテントレバー４’の停止要素４ａ’が復帰するよう成形されるという特徴を有する。

この脱進機の有利な特徴を以下の項目ｂおよびｃに示す：
ｂ．デテントレバーの停止要素４ａ’が、ガンギ車１’の歯の軌道外のところに位置し、デテントレバー４’の固定解除位置においてこの軌道に隣接する安全表面４ｅ’を含むことを特徴とする項目ａに記載の脱進機。
ｃ．安全表面４ｅ’の長さが、停止要素４ａ’がガンギ車１’の歯の軌道内に早期に復帰するのを防止するために、テンプ３’に駆動推進力を伝達するためにガンギ車１’が動く角度に相当することを特徴とする項目ｂに記載の脱進機。

そのような脱進機の長所は振動に対する安全性が向上することである。別の長所は、デテントレバーの停止要素が、テンプが具備するばねによってではなく、レバーをガンギ車の固定位置に移動するためにガンギ車の歯が作用するスライディング表面によって、ガンギ車の歯の軌道内に戻されることである。消費エネルギーはより少なく、かつテンプから供給されるのではなくガンギ車から供給され、テンプ−ヒゲゼンマイ振動子の振動周期の乱れが最小になる。さらに、ガンギ車の歯の軌道に交互に進入する停止要素およびスライディング表面を有するこのデテントレバーは追加的安全装置を構成する。

有利には、デテントレバーの停止要素は、ガンギ車１’の歯の軌道外のところに位置し、デテントレバーの固定解除位置においてこの軌道に隣接する安全表面を含む。この安全表面の長さは、停止要素が歯車の歯の軌道内に早期に復帰するのを防止するために、テンプに駆動推進力を伝達するために歯車が動く角度に相当する。したがってこれは第２の追加的安全性となる。

より詳細には、図１１に示す脱進機はガンギ車１’を含み、ガンギ車の歯の円形軌道は、ヒゲゼンマイ（図示せず）結合されたテンプ３’に固設された推進アンクル２’の軌道を分断する。

デテントレバー４’は２つのストッパー５’、６’間を自由に移動することができる。デテントレバーは、その制止面４ａ’がガンギ車１’の歯を停止するのに用いられるような停止要素と、ガンギ車の歯がスライディング表面４ｂ’上で滑動し、レバーを反時計方向に切り換え、制止面をガンギ車１’の軌道に復帰させるためのスライディング表面４ｂ’とを含む。このデテントレバー４’は、ストッパー４ｄを押圧し自由端がテンプ３’に固設された開放フィンガー７’の軌道の中に入る弾性解放要素４ｃ’をさらに含む。

デテントレバー４の停止要素は、ガンギ車１’の歯の軌道外のところに位置し、デテントレバー４’がストッパー５’を押圧する時この軌道に隣接する安全表面４ｅ’を含む（図１３から図１６）。この表面は、歯車の歯がテンプ３’の推進アンクル２’に推進力を伝達する角度に相当するガンギ車１’の角度上に展開している。

テンプ−ヒゲゼンマイ３’の発振サイクルは図１１から図２１に示す種々の段階に分けることができる。

図１１に示す段階では、テンプ３’は反時計方向に回転する。レバー４’の停止要素の制止面４ａ’はガンギ車を制止し、ガンギ車はレバー４’をストッパー６’に押圧した状態に維持する。

図１２に示す段階は、テンプ３’に固設された開放フィンガー７’が、ストッパー４ｄ’を押圧している弾性開放要素４ｃ’に当たる瞬間に相当する。ストッパー４ｄ’があり、テンプ３’は反時計方向へ回転することから、弾性開放要素４ｃ’は剛性要素のとしての挙動を示す。

するとデテントレバー４’は開放フィンガー７’の作用により、ストッパー６’に押圧された状態からストッパー５’に押圧された状態（図１３）に移行し、デテントレバー４’の停止要素の制止面４ａ’により歯が停止されていたガンギ車１’が解放される。

ガンギ車１’は（図示しない）仕上歯車列から伝達される香箱ばね（図示しない）のトルクを受け、時計方向に駆動される。するとガンギ車の歯のうちの１つがテンプ３’（図１４）の推進アンクル２’に当たる。これが推進段階の始まりであり、この段階の間、香箱ばねのエネルギーはテンプ３’に伝達され、テンプの発振運動の維持に必要なエネルギーがテンプに伝達される。

この推進段階はガンギ車の歯が推進アンクルを離れるタイミングで、すなわち、実質上、図１５に示すような位置で終了する。図でわかるように、この推進段階中、デテントレバー４’の停止要素の安全表面４ｅ’が、たとえば衝撃があった場合でも停止要素がガンギ車１’の歯の軌道内に入るのを防止する。

推進段階の後もガンギ車１’は回転し続け、その歯のうちの１つがスライディング表面４ｂ’（図１６）に当たる。ガンギ車１’の歯はこの表面４ｂ’を押圧して滑動し、レバー４’を反時計方向に回転させ、ストッパー６’（図１７）に再度押圧させる。この反転動作によりレバー４’の停止要素もガンギ車１’の歯の軌道内に復帰し、その結果、ガンギ車の１つの歯が停止要素の制止面４ａ’を押圧するようになり、レバー４’をストッパー６’（図１８）に押圧した状態に維持するトルクをレバーに印加する。

この時間中、テンプ３’は、ヒゲゼンマイがテンプを停止し時計方向に回転させるまで反時計方向に回転し続ける。

開放フィンガー７’がデテントレバー４’の弾性開放要素４ｃ’に当たると（図１９）、フィンガーは、デテントレバー４’を移動させることなくストッパー４ｄ’から要素を遠ざける（図２０）。テンプ３’の推進アンクル２’はガンギ車１’のうちの隣接する２つの歯の間を通過するがこれらの歯には接触しない。

テンプ３’は、ヒゲゼンマイによって停止され反時計方向に回転駆動されるまで回転し続け（図２１）、こうして新しい発振サイクルが始まる。

図１１から図２１に示すデテント脱進機は、シャーシ、弾性ブレード等を追加することにより改良することができ、その結果、図３に示す脱進機に到達する。フレキシブル旋回軸を作製することにより、固定子の移動に伴うほぼ全てのあそびを取り除くことができるようになり、固定装置の構成部品の相対位置決めの精度が向上する。改良された脱進機は、動作の安全性を向上させるということが第一目的である優れた挙動を有する。

Claims (23)

1. シャーシ（７）と、
   歯車（４０）のうちの１つの歯と接触するようになっているアンクル（１４、１５）をそれぞれが具備する２つのアーム（１０、１１）を備える固定子（９）と、
   固定子（９）に連結された一方の端部と、シャーシ（７）に連結された他方の端部をそれぞれが有する第１弾性要素および第２弾性要素（１２、１３）と、
   固定子（９）に連結された第３弾性要素（１６）と
   を備える歯車（４０）用固定装置（１、２、３、４、５、６）であって、歯車用固定装置が一続きであるか、アンクル（１４、１５）のうちの少なくとも一方を除き一続きであることを特徴とする装置。
2. 第１弾性要素および第２弾性要素（１２、１３）がそれぞれアーム（１０、１１）に連結される、請求項１に記載の歯車（４０）用固定装置（１、２、３、４、５、６）。
3. 第３弾性要素（１６）が前記アーム（１０、１１）の接合ゾーンの異なる位置で一方のアーム（１０、１１）に連結される、請求項１または２に記載の歯車（４０）用固定装置（１、２、３、４、５、６）。
4. 第３弾性要素が一方のアーム（１０、１１）の端部に連結される、請求項３に記載の歯車（４０）用固定装置（１、２、３、４、５、６）。
5. 第１弾性要素および第２弾性要素（１２、１３）が両者の間に９０°の角度または鈍角を形成する、請求項１から４のいずれか一項に記載の歯車（４０）用固定装置（１、２、３、４、５、６）。
6. 第１弾性要素および第２弾性要素（１２、１３）が第１フレキシブルブレードおよび第２フレキシブルブレード（１２、１３）である、請求項１から５のいずれか一項に記載の歯車（４０）用固定装置（１、２、３、４、５、６）。
7. 第３弾性要素（１６）が、両側に第３フレキシブルブレードおよび第４フレキシブルブレード（１８、１９）を含む剛ブロック（１７）である、請求項１から６のいずれか一項に記載の歯車（４０）用固定装置（１、２、３、４、５、６）。
8. 第３弾性要素（１６）がシャーシ（７）にも連結される、請求項１から７のいずれか一項に記載の歯車（４０）用固定装置（２、４、５、６）。
9. 第４フレキシブルブレード（１９）が追加ブロック（２４、３０）に連結される、請求項７に記載の歯車（４０）用固定装置（３、４、５、６）。
10. 追加ブロックがシャーシ（７）に連結される、請求項９に記載の歯車（４０）用固定装置（３、４、５、６）。
11. 第３弾性要素（１６）に力を加えるプレストレスシステムをさらに含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の歯車（４０）用固定装置（１、２、３、４、５、６）。
12. プレストレスシステムが、第３弾性要素（１６）に加えられる力を変化させることができる、請求項１１に記載の歯車（４０）用固定装置（３、４、５、６）。
13. プレストレスシステムが偏心ねじ（２９）またはマイクロねじ（３８）を備える、請求項１２に記載の歯車（４０）用固定装置（３、４、５、６）。
14. プレストレスシステムが、第５フレキシブルブレードおよび第６フレキシブルブレード（３１、３２）によるか中間ブロック（３３）を使用してシャーシ（７）に連結された追加ブロック（３０）を備え、中間ブロック（３３）自体も第７フレキシブルブレードおよび第８フレキシブルブレード（３４、３５）によりシャーシ（７）に連結される、請求項１２に記載の歯車（４０）用固定装置（４、５、６）。
15. 第５フレキシブルブレード、第６フレキシブルブレード、第７フレキシブルブレード、第８フレキシブルブレードの４つのブレード（３１、３２、３４、３５）の移動時、ブレード間の間隔の短縮が打ち消され、その結果、プレストレスの設定時、追加ブロック（３０）の不要な運動が防止されるよう、第７フレキシブルブレードおよび第８フレキシブルブレード（３４、３５）が配設される、請求項１４に記載の歯車（４０）用固定装置（４、５、６）。
16. 中間ブロック（３３）がスタッド（３６）を備え、シャーシ（７）が、スタッド（３６）を受け入れかつその動きを画定することができる凹部（３７）を備える、請求項１４または１５に記載の歯車（４０）用固定装置（５、６）。
17. 固定用装置が一続きで作成され、または固定用装置がアンクルの少なくとも一方を除き一続きで作成される、請求項１に記載の歯車（４０）用固定装置（２、４、５、６）。
18. 請求項１から１７に記載の歯車（４０）用固定装置（１、２、３、４、５、６）を備える時計部品。
19. 固定装置（１、２、３、４、５、６）が脱進機の一部を成し、歯車（４０）がガンギ車（１２）である請求項１８に記載の時計部品。
20. 請求項１３に記載の固定装置（３）をプレート上に固定するステップと、
    偏心ねじ（２９）またはマイクロねじ（３８）を回すステップと
    を含む時計部品の組み立て方法。
21. 偏心ねじまたはマイクロねじを備えた請求項１４または１５に記載の固定装置（４）をムーブメントのプレート上に固定するステップと、
    マイクロねじまたは偏心ねじを、追加ブロック（３０）と接触するよう固定するステップと、
    マイクロねじまたは偏心ねじを回すステップと
    を含む時計部品の組み立て方法。
22. マイクロねじ（３８）を備えた請求項１４から１６のいずれか一項に記載の固定装置（５、６）をムーブメントのプレート上に固定するステップと、
    マイクロねじ（３８）を、中間ブロック（３３）と接触するよう固定するステップと、
    マイクロねじ（３８）を回すステップと
    を含む時計部品の組み立て方法。
23. マイクロねじ（３８）を回す前に、シャーシ（７）と中間ブロック（３３）の間にくさび（３９）を挿入するステップ
    をさらに含む、請求項２２に記載の時計部品の組み立て方法。
    

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